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胡锦华:豫机城铁匠心打造“十项中原第一”

2017-09-11 09:09:25  来源:凤凰网河南  阅读: 1032 次
2017年6月20日下午,河南省副省长徐光在调研了郑合高铁、郑万高铁等一系列河南省重点项目建设后,最后一站来到了新郑一施工现场,实地了解工程建设情况后,他给予了这样的评价,并由衷地为建设者们竖起大拇指点赞。究竟是什么让见过不少大项目的省领导由衷点赞?这里的建设者们有着怎样优异的表现?凤凰网河南决定解开这项河南省头号重点工程背后的“匠心密码”。

河南省副省长徐光(右二)调研豫机城际铁路工程

河南省副省长徐光(右二)调研豫机城际铁路工程

“河南省委、省政府高度重视此项工程建设,目前看来,项目建设总体进展顺利,各项工作开展良好。”2017年6月20日下午,河南省副省长徐光在调研了郑合高铁、郑万高铁等一系列河南省重点项目建设后,最后一站来到了新郑一施工现场,实地了解工程建设情况后,他给予了这样的评价,并由衷地为建设者们竖起大拇指点赞。

究竟是什么让见过不少大项目的省领导由衷点赞?这里的建设者们有着怎样优异的表现?凤凰网河南决定解开这项河南省头号重点工程背后的“匠心密码”。

盾构机“中原一号”下线

盾构机“中原一号”下线

副省长由衷点赞的河南省头号重点工程

被徐光副省长点赞的,正是连接郑州新郑机场与郑州南站的豫机城际铁路工程项目一标段的地下盾构隧道工程。豫机城铁从新郑机场站引出,向东穿越南水北调工程干渠后,再向南引入郑州南站,全长11.1千米,设计为双线复轨,车速200公里/小时,总工期为48个月,计划于2019年10月建成通车。

盾构机刀盘翻身

盾构机刀盘翻身

距离虽然不长,但该线路却是河南省“米”字形交通网中的关键联络线,是连接郑合高铁、郑万高铁的重要枢纽。同时,它还是助推郑州航空港经济综合实验区经济发展的关键交通要道,是河南省“一带一路”综合交通枢纽的重要组成部分。所以,这11.1千米意义十分重大,是河南省的头号重点工程。其中。豫机一标段的7397米,则是工程的重中之重,由中铁十六局轨道公司负责建设。

豫机一标段包涵明挖区间、盾构区间、路基、桥梁等组成部分,其中,盾构区间为3800米,是工程中难度最大的部分。尤其是双线复轨地下并行,对于两车之间的距离、隧道的口径等都有苛刻的要求。为此,今年1月13日,国产首台铁路双线大直径盾构机“中原一号”,经过半年的攻关研发,成功下线后,以1个月完成拼装的惊人速度下井始发,现已累计掘进1120米。目前项目施工安全、质量、文明施工、标准化建设等方面得到各级领导一致认可,各项施工持续稳健推进中。

胡锦华(右)向中铁十六局集团董事长孔令健汇报工作

胡锦华(右)向中铁十六局集团董事长孔令健汇报工作

7月27日,豫机城际铁路项目一标段施工现场,迎来了一个200多人的现场观摩团。观摩团成员都是全国各重大工程建设中的专家学者、项目经理、项目总工程师。详细考察了施工情况后,国内盾构专家现场得出结论,该项目是国内12米以上大直径盾构隧道表观质量和内在质量最好的。

此外,经专家们评定,豫机城际铁路项目一标项目还在标准化工地、智慧化工地、创新化工地、绿色化工地方面,勇夺创新承揽模式、创新创效模式、创新上场模式、地下工程单项优化经济效益最大项目、大直径盾构机系统组装最快、始发最快等河南省十项第一。

掘进3800米,误差要控制在10厘米内

世界射击锦标赛的步枪项目,300米距离的环靶,10环直径为10cm;50米环靶的10环直径是1.24cm。而豫机城际铁路项目一标线要在地下掘进3800米,这是将近13个300米射击运动员比赛距离,在地下几十米深处掘进,允许的工程误差只有10cm。相当于在3800米外,要准确命中一个300米环靶的10环,这就是它要求的精度!

盾构机下井始发

盾构机下井始发

豫机城际铁路项目一标线由中铁十六局集团有限公司轨道公司承建。它的工程特点是:

一大,因为是单洞双线设计,高速行驶的列车在会车时,对轨道安全距离有硬性要求,所以开挖断面大;

一高,下穿南水北调总干渠,对沉降指标要求高,否则会影响到南水北调这一国字号工程的结构安全;

一长,一次性掘进3800米,因为线路的一端连接的是机场,出于飞行安全考虑不允许采用上跨设计,所以只能选择地下盾构。

豫机城铁管片厂管片堆放场

豫机城铁管片厂管片堆放场

为此,中铁十六局联合铁建重工,设计生产了国内铁路系统目前最大的盾构装备——中原一号。“中原一号”的开挖直径为12.81米,长78米,重2200吨,拥有完全自主知识产权,填补中国在超大直径掘进装备研制和应用的空白。它由刀盘、盾体、主驱动、人舱、管片拼装机、后配套台车等部分组成。其中,主机功率6600千瓦,用10千伏高压供电。开机运行后,将有2到5个1100千瓦的加压泥浆泵同时运行。当掘进到最后时,其巅峰功率将接近1.2万千瓦。

凭借完美的设计、强大的动力,“中原一号”曾创造了日掘进18米的优异成绩。但是,只有掘进还不够,成型隧道的质量与安全才是最重要的。中原一号采用每掘进2米,就完成一环隧道管片装配的方法,及时支护隧道。每环隧道管片宽2米,由9块组成,分为6个标准块,2个邻接块和一个封顶块。装配成功后,外径12.4米,内径11.3米,厚0.55米,每块标准块重达12.5吨。

为保证生产出高质量的管片,确保工程质量,项目部专门建设了占地54.1亩的管片预制厂。它包括2160平方米的管片钢筋加工车间、2160平方米的混凝土浇筑车间、四个可严格控制水温与酸碱度的管片养护池、可同时堆放320环管片的存放场、管片试验区、拌和站等,可以满足月掘进150环的生产要求。目前推进的560环、1120米隧道,无一渗漏。

这样的质量,来自每一个生产环节的严格要求与精心生产。管片在出厂前,都要经过外观、强度、拼装精度检测等,管片与管片间拼装误差不大于4毫米,成型隧道管片间错台不超过10毫米。

最令人称道的是,每块管片在钢筋笼阶段就会生成唯一的二维码,管片生产到盾构施工的所有工序均采用二维码质检,拿出手机扫描可实时调取有关工序质量认证说明,这就是每块管片的“出生证+身份证”,可以实现对盾构施工质量、进度、成本全过程追溯。

掘进中的豫机城机铁路一标盾构隧道

掘进中的豫机城机铁路一标盾构隧道

地下50米,“中原一号”要下穿南水北调干渠

如此大口径的盾构设备,几乎令所有前来参观的人都感到震撼。但实际上,“中原一号”走得却是精细化路线。说它是在地下数十米“穿针引线”,一点都不过分。

而最具挑战性的,莫过于隧道将要在明年3月时,下穿国字号工程——南水北调主干渠。

为保证南水北调干渠的安全,隧道必须向下让出一个弧度,待安全下穿之后,再逐步抬升。目前南水北调干渠的深度约为10米,渠底厚度约10厘米。相对于豫机城铁的隧道口径来说,简直就是“细皮嫩肉”。因此,隧道和干渠底之间需要留出约32米的安全距离,再加上隧道自身12.81米的口径,未来的城铁机车将在地平线下约50米的深度飞驰。

管片起吊准备下井

管片起吊准备下井

与地铁不同的是,城市地铁埋深较浅,常常采用土压盾构法,就是盾构机推进后,把刀盘后的土直接挖出来,施工面是不带压力的。

而豫机一标在30多米的地下掘进,相当于要在有粉砂、细沙、砾石的泥浆中,像吹气泡一样小心翼翼地“吹”出一个人工洞穴,所以掌子面(术语,盾构机施工面)是必须带压力施工的。只有保持压力平衡,才能保持对周围环境的最小影响,保证干渠的安全,保证最低的沉降。这,绝不是一件容易的事——压力不够,盾构机难以推进;压力过大,隧道掘进中则会“冒顶”。

而盾构机无论工作还是不工作,包括停机检修,刀头处的压力舱都要保持压力。在目前工作的地下,压力舱要保持的压力大概相当于潜水30米的压力。根据施工地段的地质情况,“中原一号”在掘进过程中,每前进大约500到1000米需要更换一次刀具,更换刀具就需要带着压力进入压力舱。这个过程是十分危险的。

盾构的同时进行管片拼装

盾构的同时进行管片拼装

此前国内聘请的,都是北海舰队的资深潜水员,每小时需要支付的劳动报酬是1万元。进入压力舱加压并适应环境只需要10分钟,但进舱工作4小时后,出舱的过程则需要至少2小时逐步减压。否则,溶解在血液内的高浓度氧气会在迅速降低的压力下释放并膨胀,把作业人员的肺像吹气球一样吹爆的,专业名称叫做减压症。

巧合的是,2014年成功通水的南水北调中线下穿黄河隧道也是由中铁十六局承建的。拿这两次穿越的难度相比,虽然都是自家的工程,豫机一标项目部的总工程师葛执礼则表示,可能这次穿越还要更胜一筹,主要胜在三点:

一是穿越口径更大,穿黄的口径是9米,这次是12.81米;

二是沉降要求更高,这次项目的沉降要求比穿黄的要求小得多;

三是一次性穿越距离更长,穿黄工程过河隧道一次性穿越距离为3450m;豫机城际铁路一次性穿越达到3800m,且近80%为黏土层,施工难度大大增加。

盾构机主控室

盾构机主控室

敢啃硬骨头的“金刚钻”,有国际领先的“小绝活”

“中原一号”不仅是河南省口径最大的铁路盾构设备,而且在国内和国际上也有毫不逊色的水平。

六支青年突击队队旗迎风飘扬

六支青年突击队队旗迎风飘扬

中国铁建十六局豫机城际铁路盾构一标项目部总经理胡锦华表示,“中原一号”最值得骄傲的是三大技术亮点:

一是刀盘的穿梭舱内有一个液压驱动的六轴水下特种作业机器人,在需要的时候,它可以通过机械手远程控制,进入压力舱冲刷刀盘,这样不仅节省了成本,减少了危险,更能节省施工时间,这项设计目前属于国际先进水平;

二是自主开发的刀盘控制传感器,经过两次实践检验,精确度非常高,先进程度超过某些德国盾构企业;

三是与河南威猛集团联合研发的泥水处理技术——每小时可以处理3000立方米的泥浆,泥浆相当于泥水平衡盾构设备的“血液”,给施工提供了强有力的动力,同时还能节约造浆成本上千万元。

盾构带压进仓方案评审会

盾构带压进仓方案评审会

胡锦华还自豪地打开手机,点开了采用全工序链条BIM管理系统。在他的手机上,盾构施工参数变化、施工状态等信息尽在掌握,各个生产、施工现场的摄像头等,都能与总监控室一样同步呈现出来。公司核心管理人员,无论是出差,还是在其他任何地方,都能及时掌握施工情况。这就是胡锦华的项目部运用BIM、互联网、物联网搭建起的大盾构智能化管理平台,可以实现对掘进、管片下井、运输、拼装及成形等进行实时数据分析,及时纠偏。

截至目前,豫机城际铁路项目一标项目部初步形成13项科研课题、17项QC成果、4项工法、12个专利,依托中铁十六局标准化创建经验,项目部推行现场布设、工序流程、过程控制、现场管理等六化一体建设,持续提高大直径盾构管理水平,实现现场布设规范化、工序流程严格化、过程控制精准化、现场管理精细化精益化、盾构物资超市化。

豫机项目部党员七一重温入党誓词

豫机项目部党员七一重温入党誓词

拥有这样傲人成绩的团队,他的人员组成怎样呢?胡锦华说,项目部目前有核心骨干70多人,虽然最大的老大哥年龄已经超过了55岁,但平均年龄却只有27岁。在这样一个年龄差异不小的团队里,他们通过管理制度标准化、人员配备标准化、现场管理标准化、过程控制标准化,把所有人的力量成功聚合起来,发挥出最大的效能。

“团队的核心创造力就是责任心,就是精益求精的工匠精神!”胡锦华说。(王昊 朱国才)

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